Amalgaami

Amalgaami on elohopean muiden metallien kanssa muodostama metalliseos. Elohopea on myrkyllinen raskasmetalli. Amalgaami voi olla olomuodoltaan nestemäistä, pehmeää massaa tai kiinteää, riippuen elohopean suhteellisesta määrästä. Amalgaamit muodostuvat elohopean ja sekoittuvan metallin atomien muodostaessa metallisidoksia keskenään. Lähes kaikki metallit voivat muodostaa amalgaameja elohopean kanssa. Merkittäviä metalleja, jotka eivät muodosta amalgaameja ovat rauta, platina, volframi ja tantaali. Yksi tärkeimmistä käyttökohteista amalgaamille on hammashoidossa, jossa varsinkin hopea-amalgaamia käytetään paikka-aineena. Amalgaameja voidaan hyödyntää myös kaivostoiminnassa, esimerkiksi kullan eristämiseksi malmista.

Argueriitti on luonnossa esiintyvä hopean ja elohopean muodostama amalgaami.

SovelluksiaMuokkaa

Hopea-amalgaamiMuokkaa

 
Amalgaamipaikalla korjattu hammas suussa.

Hopea-amalgaamia on käytetty hampaiden paikkaukseen jo yli 150 vuoden ajan. Hopea-amalgaami sisältää tyypillisesti 50 % elohopeaa (Hg), 35 % hopeaa (Ag) sekä pienempiä määriä kuparia (Cu) ja tinaa (Sn).

Amalgaamin käytöllä hammaspaikoissa on ollut monia syitä. Amalgaami on halpa materiaali ja sitä on helppo käsitellä. Se muodostaa ensin pehmeän massan, jolla voidaan täyttää epäsäännölliset reiät ja jota voi muotoilla vapaasti, ja tämän jälkeen kovettuu. Se on myös hyvin kestävä materiaali.[1] Amalgaamipaikat olivat edelleen vuonna 2019 hartsipohjaisia yhdistelmämuovipaikkoja pitkäikäisempiä ja kestivät paremmin purentarasitusta. Muovipaikat kuluvat lisäksi hammaskiillettä nopeammin ja niiden kovettumiskutistuminen aiheuttaa saumavuotoa. Ainoana todella hyvänä amalgaamin vaihtoehtona poskihampaiden suurissa täytteissä pidettiin suun ulkopuolella valmistettua keraamista tai kultatäytettä, jotka olivat kuitenkin huomattavasti vastaanotolla muotoiltuja kalliimpia.[2]

Vanhojen amalgaamipaikkojen ongelmana on, että ne hapettuvat suussa, jolloin syntyneet korroosiotuotteet johtavat paikan laajenemiseen. Laajeneminen synnyttää vaikeasti havaittavia railoja hampaan seinämiin ja pohjaan. Pohjan railot saattavat jopa johtaa jopa hampaan halkeamiseen.

Yhdistelmämuovit ovat syrjäyttäneet amalgaamia yhä enenevässä määrin siten, että muovia käytettiin amalgaania enemmän jo 1980-luvun lopulla. Vuonna 2012 amalgaamia käytettiin enää alle 3 prosentissa uusista paikoista.[3]

Muoviin siirtymisen syynä on ollut erityisesti valkoisten muovipaikkojen esteettisyys ja pienten elohopeamäärien irtoaminen hammaspaikoista.[4] Ruumiinavauksissa on todettu, että amalgaamipaikkoja omaavien kudoksissa on 2-12 kertaa enemmän elohopeaa kuin muilla ihmisillä ja että monien amalgaamipaikkoja omaavien aivoissa, munuaisissa ja kilpirauhasessa on myrkyllisiä määriä elohopeaa. Elohopeaa rikastuu aivoihin, koska sen puoliintumisaika saattaa olla jopa vuosikymmeniä. Eläinkokeissa on havaittu, että jo hyvin pienet määrät elohopeaa aiheuttavat Alzheimerkin tautiin liittyviä aivomuutoksia toisin kuin muut metallit. Alzheimer-potilaiden aivokudoksen elohopeapitoisuudet ovatkin olleet poikkeuksellisen suuria.[5]

Lundin yliopiston emeritusprofessorin Maths Berlinin Ruotsin hallinnolle laatimassa riskiarviossa vuodelta 2004 todetaan, että hammaspaikoista irtoava elohopea oli ihmisen elimistöön päätyvän elohopean suurin lähde. Tutkimusten perusteella tiedettiin, että elohopeahöyrylle altistuminen saattaa häiritä sikiön ja lapsen aivojen kehitystä. Vuoteen 2004 mennessä ei ollut kertynyt tutkimustietoa siitä, kuinka suuri annos tarvittiin kyseisten haittojen syntymiseen, mutta tutkimuksissa oli havaittu, että osa hammashoidon potilaista altistui niin suurille elohopeahöyrypitoisuuksille, että ne kykenivät aiheuttamaan lieviä häiriöitä häiriöitä munuaisten, immuunijärjestelmän ja kilpirauhasen sekä keskushermoston toiminnassa. Amalgaamipaikoista oireita saavien määrä oli ollut tyypillisesti noin prosentti potilaista. Yhtenä mahdollisena selityksenä sille, ettei kaikille tule kyseisiä haittoja, on ympäristötekijöiden tai geeniperimän aiheuttama yksilöllinen vaihtelu aineenvaihdunnassa.[6] Potilailla oli esiintynyt limakalvomuutoksia, uupumusta, lihas- tai ihosärkyä, huimausta ja muisti- tai keskittymisongelmia. Hammaslääketieteellisten toimenpiteiden turvallisuudesta oli kuitenkin tehty vain vähän satunnaistettuja ja kontrolloituja tutkimuksia.[7]

Osa tutkimuksista on tullut kuitenkin siihen johtopäätökseen, että hammashoidossa käytetyt amalgaamit ovat yleisesti turvallisia[8][9]. Niin sanotun SCENIHR-komitean EU-komissiolle vuonna 2008 antamassa raportissa todettiin, etteivät amalgaamipaikat aiheuta systeemisiä haittavaikutuksia. Vertaisarvioitu tiedelehti julkaisi kuitenkin vuonna 2011 saksalainen tutkijan Joachim Mutterin vastineen, jossa hän kritisoi muun muassa sitä, ettei kyseisessä raportissa ollut huomioitu lainkaan esimerkiksi ruumiinavaustutkimusten löydöksiä ja esitti, että raportin referoimissa tutkimuksissa oli ollut vakavia metodologisia virheitä.[5]

Ruotsin valtiopäivät päätti lopettaa amalgaamipaikkojen käytön tukemisen verovaroilla vuonna 1994.[10] EU kielsi vuonna 2018 amalgaamien käytön hammashoidossa alle 15 vuotta täyttäneillä ja raskaana olevilla tai imettävillä naisilla[11]. Yhdysvaltain ruoka- ja lääkevirasto julkaisi vuonna 2020 suosituksen, jonka mukaan MS-tautia sairastavien hammashoidossa ei pitäisi käyttää amalgaamia[12].

KaliumamalgaamiMuokkaa

Alkalimetaleille amalgaamin muodostumisreaktio on eksoterminen ja toisistaan erottuvia kemiallisia muotoja, kuten KHg ja KHg2, on mahdollista tunnistaa. KHg on kullanvärinen yhdiste, jonka sulamispiste on 178 °C kun taas KHg2 on hopeanvärinen yhdiste, jonka sulamispiste on 278 °C. Nämä amalgaamit ovat herkkiä ilmalle ja vedelle, mutta niitä voidaan käsitellä kuivassa typpiatmosfäärissä. Kaliumamalgaamin tiedetään myös esiintyvän muodoissa K5Hg7 ja KHg11.[13]

NatriumamalgaamiMuokkaa

Natriumamalgaamia voidaan valmistaa eri tavoilla, yleisimmin valmistettu natriumamalgaami on amalgaami, joka sisältää 2–6 % natriumia. Yleisin tapa valmistaa tätä on lisätä elohopeaa natriumsuikaleisiin. Tämä valmistustapa ei vaadi lämmitystä.[14]

Natrium-amalgaamia käytetään alkaanien ja alkeenien valmistuksessa, N-O ja S-O sidoksien rikkomisessa, sekä tiettyjen funktionaalisten ryhmien poistamisessa. Natrium-amalgaamit hajoavat vedessä, mutta reaktio tapahtuu hitaammin kuin puhtaan natriumin kanssa. Natrium-amalgaamia myydään pääasiassa kiinteässä muodossa ja sen myynti on rajoitettua.[14]

AlumiiniamalgaamiMuokkaa

Alumiini-amalgaamia voidaan valmistaa lisäämällä alumiinia elohopeaan, mutta turvallisempi ja hallittavampi tapa on lisätä alumiinia 0,1M elohopea-kloori-vesiliuokseen. Kun alumiini on ollut liuoksessa 10 minuuttia, se on muodostanut elohopean kanssa alumiiniamalgaamia. Alumiini-amalgaamia voidaan käyttää mineraalien synteeseissä, jolloin synteesi onnistuisi alhaisissa lämpötiloissa ja normaali-ilmanpaineessa.[15]

Kulta-amalgaamiMuokkaa

Kulta-amalgaamia käytettiin aktiivisesti silloin, kun pienten kultahippujen erottaminen jauhetusta malmista ei onnistunut huuhtomalla tai muilla helppokäyttöisillä menetelmillä. Tällöin yhteen useista malmin erottamisessa käytetyistä erotusastioista lisättiin elohopeaa ja malmissa ollut kulta muodosti amalgaamin, joka oli erotettavissa. Kulta erotettiin amalgaamista kuumentamalla, jolloin elohopea höyrystyi pois.[16]

TalliumamalgaamiMuokkaa

Talliumamalgaamin jähmettymislämpötila on –58 °C, eli alhaisempi kuin puhtaan elohopean. Sitä käytetäänkin lämpömittareissa, joiden tulee toimia erityisen kylmissä olosuhteissa.

SinkkiamalgaamiMuokkaa

Sinkkiamalgaamia voidaan käyttää orgaanisessa synteesissä, esimerkiksi Clemmensen-pelkistyksessä.[17] Se on voimakas pelkistin ja sitä käytetään myös analyyttisessä kemiassa.

Tina-amalgmaamiMuokkaa

Tina-amalgaami oli pääraaka-aineena lasipeilien valmistuksessa aina 1500-luvulta 1900-luvulle asti. Näitä peilejä ei enää kuitenkaan valmisteta, sillä tina-amalgaamissa piilee vaara altistua elohopealle.[18]

KaivostoimintaMuokkaa

Elohopeaa on käytetty kaivostoiminnassa erityisesti kullan ja hopean erottamiseksi malmista, sillä elohopea muodostaa helposti amalgaamin näiden arvometallien kanssa. Malmista erotettiin ensin käyttömetallit ja sen jälkeen jäännökset kuljetettiin elohopealla pinnoitetun kaukalon läpi. Tämän jälkeen elohopeapinnoite raaputettiin pois ja elohopea höyrystettiin pois. Jos jäännösmalmissa oli kultaa, jää se höyrystymättä ja se voidaan ottaa talteen.

Amalgaamien muodostumiseen perustuvia erotusmenetelmiä on käytetty jo antiikin aikoina. Viime vuosikymmeninä elohopean käyttöä erotuksessa on pyritty minimoimaan sen myrkyllisyyden vuoksi, mutta erityisesti useissa kehitysmaissa elohopea on vielä aktiivisessa käytössä pienen mittakaavan kaivostoiminnassa. Se onkin maapallon suurin yksittäinen elohopeasaasteen aiheuttaja.[19]

AmalgaamianturiMuokkaa

Amalgaamiantureita voidaan käyttää myrkyllisten elohopeasuolojen havaitsemiseen vesiliuoksesta. Anturien toiminta perustuu niiden materiaalina toimivan kuparin taipumukseen muodostaa amalgaameja elohopean kanssa. Typpihappoon liuotettua tutkittavaa suolaa laitetaan kuparikalvon päälle ja mikäli siinä on elohopeaa, huomataan se kalvon pinnalle muodostuneen hopeanvärisen amalgaamin perusteella.[20]

LähteetMuokkaa

  1. Center for Devices and Radiological Health: About Dental Amalgam Fillings. FDA, 8.4.2019. Artikkelin verkkoversio. en
  2. Suunnitelma hammasamalgaamin käytöstä luopumiseksi vuoteen 2030 mennessä. https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/161702/Rap_51_2019_Suunnitelma%20hammasamalgaamin%20kaytosta%20luopumiseksi_netti.pdf
  3. Suunnitelma hammasamalgaamin käytöstä luopumiseksi vuoteen 2030 mennessä. https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/161702/Rap_51_2019_Suunnitelma%20hammasamalgaamin%20kaytosta%20luopumiseksi_netti.pdf
  4. Turunen, Seppo.: Biologia. Ihminen. Helsinki: WSOY, 2005. 76849688. ISBN 9510297011, 9789510297018. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019).
  5. a b Joachim Mutter: Is dental amalgam safe for humans? The opinion of the scientific committee of the European Commission. Journal of Occupational Medicine and Toxicology, 2011, nro 1, s. 2. doi:10.1186/1745-6673-6-2. ISSN 1745-6673. Artikkelin verkkoversio. en
  6. Mercury in dental amalgam: a risk analysis Maths Berlin MD, PhD. Professor emeritus of Environmental Health, University of Lund, Sweden. http://intoxmetauxtraces.free.fr/article%20maths%20berlin.pdf
  7. Slutbetänkandet Dentala material och hälsa (SOU 2003:53). Till statsrådet och chefen för Socialdepartementet Lars Engqvist. https://www.regeringen.se/49b6b4/contentassets/65ca604ee4a04a6c83a0b894d9a6f34a/del-2-t.o.m.-sarskilt-yttrande
  8. Statement on Dental Amalgam www.ada.org. Viitattu 2.7.2019.
  9. The "Mercury Toxicity" Scam:: How Anti-Amalgamists Swindle People www.quackwatch.org. Viitattu 2.7.2019.
  10. Slutbetänkandet Dentala material och hälsa (SOU 2003:53). Till statsrådet och chefen för Socialdepartementet Lars Engqvist. https://www.regeringen.se/49b6b4/contentassets/65ca604ee4a04a6c83a0b894d9a6f34a/del-1-t.o.m.-kap.-8-dentala-material-och-halsa
  11. Chemicals - Environment - European Commission ec.europa.eu. Viitattu 2.7.2019.
  12. C. W. McGrother, C. Dugmore, M. J. Phillips, N. T. Raymond, P. Garrick, W. O. Baird: Multiple sclerosis, dental caries and fillings: a case-control study. British Dental Journal, 11.9.1999, nro 187, s. 261–264. PubMed:10520544. doi:10.1038/sj.bdj.4800255. ISSN 0007-0610. Artikkelin verkkoversio.
  13. E. J. Duwell, N. C. Baenziger: The crystal structures of KHg and Khg 2. Acta Crystallographica, 1.11.1955, nro 11, s. 705–710. doi:10.1107/S0365110X55002168. ISSN 0365-110X. Artikkelin verkkoversio.
  14. a b Keith R. Buszek: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2001-04-15. ISBN 9780471936237, 9780470842898. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019). en
  15. Ward Chesworth: Use of aluminum-amalgam in mineral synthesis at low temperatures and 1 atmosphere total pressure. Clays and Clay Minerals, 1971, nro 5, s. 337–339. doi:10.1346/CCMN.1971.0190510. ISSN 0009-8604. Artikkelin verkkoversio.
  16. Luiz D. Lacerda, Wim Salomons: Mercury from Gold and Silver Mining: A Chemical Time Bomb?, s. 1–13. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1998. ISBN 9783642637346, 9783642587931. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019).
  17. Peter Ham: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2001-04-15. ISBN 9780471936237, 9780470842898. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019). en
  18. Tin-Mercury Amalgam Mirrors - Wiki www.conservation-wiki.com. Viitattu 2.7.2019.
  19. Louisa J. Esdaile, Justin M. Chalker: The Mercury Problem in Artisanal and Small-Scale Gold Mining. Chemistry - A European Journal, 11.5.2018, nro 27, s. 6905–6916. doi:10.1002/chem.201704840. Artikkelin verkkoversio. en
  20. Jander, Gerhart.: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum : (einschließlich der quantitativen Analyse) ; mit 61 Tabellen. Stuttgart: Hirzel, 1995. 258060587. ISBN 3777606723, 9783777606729. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019).

Aiheesta muuallaMuokkaa

Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.